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本研究以日本结缕草(Zoysia japonica)品种’Chinese Common’为试验材料,通过大田试验确定了乙烯利喷施量,之后对移栽日本结缕草叶片喷施乙烯利,分析乙烯利对低温胁迫下日本结缕草生理指标的影响,发现每平方米3500mL、300mg/L浓度的乙烯利喷施量能够提高日本结缕草的耐寒性。在此基础上进行转录组分析筛选低温胁迫下喷施乙烯利和喷施蒸馏水处理之间的差异表达基因,寻找影响日本结缕草抗寒性的差异基因,分析乙烯利在日本结缕草响应低温胁迫过程中的作用机制。本研究初步阐述了乙烯利对结缕草耐寒性提升的积极作用和可能机制,为理解乙烯利影响日本结缕草耐寒性的作用机理提供了基础数据。综合分析生理指标和转录组数据,研究结果显示乙烯利通过影响叶片细胞壁结构,细胞膜稳定性,抗氧化酶活性,叶绿素含量,碳氮同化/代谢,渗透调节物质以及激素合成和信号转导等多个方面,在结缕草响应低温胁迫过程中发挥作用。具体研究结果如下:(1)每平米日本结缕草喷施3500mL,300mg/L浓度的乙烯利能够提高坪观质量。(2)乙烯利处理日本结缕草叶片显著降低了低温胁迫下电导率和丙二醛的上升幅度,转录组差异基因分析显示,乙烯利能够促进低温胁迫下去饱和酶基因表达,从而提高细胞膜的稳定性。同时乙烯利使低温胁迫下纤维素合成酶基因表达上调、糖基水解酶基因表达下调,有利于保持细胞壁的结构稳定,抵御低温。(3)乙烯利处理利于低温胁迫下叶绿素和类胡萝卜素的积累,利于植物光合作用积累有机物以抵御低温。转录组差异基因分析显示,固碳和能量代谢相关基因下调表达,能量代谢降低提高结缕草抵御低温胁迫的能力。(4)乙烯利处理促进低温胁迫下叶片细胞合成并累积脯氨酸和可溶性糖,而不大量累积可溶性蛋白质,同时转录组差异基因分析显示氨基酸代谢减缓,细胞渗透调节能力提高,防止植物低温胁迫下脱水死亡。(5)乙烯利对不同抗氧化酶的作用和影响途径不同。乙烯利影响SOD、CAT和POD酶活性需要同时通过低温产生氧化胁迫诱导调节,而乙烯利提高APX酶活性不需要经过氧化胁迫。(6)乙烯利可能在转录水平通过上调cytSOD、FeSOD和chlSOD基因表达提高低温胁迫下日本结缕草的SOD活性,CAT和POD活性的变化可能是通过转录后水平调控的,但具体调控机制有待继续探究。(7)转录组差异基因分析显示,乙烯利促进低温胁迫下ABA、GA等激素的合成,抑制ABA、GA、JA等激素的信号转导响应,避免能量过度消耗,提高抗寒性。(8)对各处理组进行转录组测序,共获得98.43G的Clean Bases,对低温胁迫前喷施乙烯利和蒸馏水组的测序结果进行差异表达分析,共发现2231个基因呈现差异表达。通过差异基因GO分析发现共有588个DEGs注释到生物过程、细胞组成和分子功能三大分类下的719个GO分类项中;对差异基因进行KEGG注释发现共有220个DEGs在96个KEGG通路有注释信息,参与比例最大的KEGG通路为植物激素信号转导、碳代谢、氨基酸生物合成等。